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21 de septiembre de 2018

¿Por qué Hiroshima y Nagasaki están habitadas y Chernóbil no?

Se calcula que pasarán miles de años, se ha hablado de 20.000, para que la zona de exclusión de Chernóbil vuelva a ser habitable. Aquí los detalles.

Hace 73 años las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki fueron blanco de dos bombas atómicas lanzadas por Estados Unidos que causaron enorme devastación y destrucción.

En Hiroshima vivían unas 350.000 personas. Se calcula que la bomba que cayó el 6 de agosto de 1945 mató a unas 80.000 personas. Casi 80% de los edificios fueron destruidos o quedaron severamente dañados.

Todavía se disputa cuál fue el número total de muertos en la ciudad, debido a las heridas sufridas en la explosión o a los efectos de la radiación, pero la cifra varía entre 90.000 y 166.000. Hoy habitan en la ciudad 1.174.000 personas.

En Nagasaki, el día de la explosión nuclear, el 9 de agosto, vivían en la ciudad 263.000 personas. En menos de un segundo tras la detonación, el norte de la ciudad quedó destruido y se calcula que entre 39.000 y 80.000 personas murieron. Hoy viven en esa ciudad unas 450.000 personas.

El peor desastre

Ahora adelantémonos en el tiempo 41 años. En la madrugada del 26 de abril de 1986 ocurrió el que ha sido calificado como el peor desastre nuclear de la historia.

Uno de los cuatro reactores de la planta de Chernóbil, en Ucrania, que entonces formaba parte de la Unión Soviética, explotó y causó un incendio que liberó enormes cantidades de partículas radioactivas a la atmósfera.

Como consecuencia directa del accidente murieron 31 personas. Pero aún continúan investigándose los efectos a largo plazo de la radiación, como el cáncer entre generaciones.

Reconstrucción y exclusión

¿Cómo fue posible que Hiroshima y Nagasaki, que sufrieron explosiones nucleares tan devastadoras y enorme pérdida de vidas, son ahora ciudades prósperas y habitadas, mientras Chernóbil es un lugar deshabitado y seguirá así quizás por miles de años?

La página de noticias Gizmodo, especializada en tecnología, es uno de los pocos medios que se ha hecho esta pregunta.

BBC Mundo reproduce las tres razones principales:

- Cantidad de combustible nuclear

La bomba Little Boy (que cayó en Hiroshima) transportaba 63 kilogramos de uranio enriquecido. Fat Man (la bomba de Nagasaki) contenía unos 6,2 kilos de plutonio. El reactor número cuatro de Chernóbil tenía unas 180 toneladas de combustible nuclear del que 2% (3.600 kilos) era uranio puro.

Cuando explotó el reactor se calcula que se liberaron siete toneladas de combustible nuclear. En total el desastre emitió 100 veces más radiación que las bombas que cayeron sobre Nagasaki e Hiroshima.

- Diferencias en la reacción nuclear

En la bomba de Hiroshima, sólo hizo reacción cerca de 0,90 kg de uranio. De igual forma, sólo 0,90 kg del plutonio fue sometido a una fisión nuclear en Nagasaki.

En Chernóbil, sin embargo, unas siete toneladas de combustible nuclear -con enormes cantidades de partículas radioactivas- escaparon a la atmósfera. Cuando se fundió el combustible nuclear, se liberaron isótopos radioactivos que incluían xenón, yodo radioactivo y cesio.

- Ubicación

Las dos bombas de Hiroshima y Nagasaki fueron detonadas en el aire, a cientos de metros sobre la superficie de la Tierra. Como resultado, los depósitos radioactivos se dispersaron por el efecto de la nube creada por la explosión.

En Chernóbil, sin embargo, cuando se fundió el reactor cuatro en la superficie, se produjo una activación de neutrones que provocó que la tierra se volviera radioactiva.

La página Physics Stack Exchange (un sitio de intercambio de conocimientos para investigadores, académicos y estudiantes de física) tiene otra explicación. "Aunque funcionan sobre la base de los mismos principios, la detonación de una bomba atómica y el colapso de una planta nuclear son procesos muy diferentes", explica una entrada.

Una bomba atómica -agrega- está basada en la idea de liberar la mayor energía posible de la reacción de una fisión nuclear en el menor tiempo posible. La idea es crear el mayor daño y devastación posible para anular a las fuerzas enemigas.

Así, los isótopos radioactivos que se crean en una explosión atómica tienen un período de vida relativamente corto. Pero como un reactor nuclear está diseñado para producir energía de un proceso de reacción lento y sostenido, esto resulta en la creación de materiales de desechos nucleares que tienen una vida relativamente larga.

O sea, la radiación inicial de un accidente nuclear puede ser mucho más baja que la de una bomba, pero su tiempo de vida será mucho más largo. Se calcula que pasarán miles de años, se ha hablado de 20.000, para que la zona de exclusión de Chernóbil vuelva a ser habitable.

Tomado de:

El Comercio (Perú)

BBC Mundo

17 de enero de 2015

Recuperada la primera muestra del elemento que arrasó Nagasaki

Un equipo de ingenieros nucleares de EEUU identifica la primera muestra de plutonio de la historia, sintetizada en 1941.

Glenn Seaborg, en 1962, posa en el laboratorio donde había sintetizado el plutonio dos décadas antes / DONALD COOKSEY

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En 1941, cuando algunas de las lumbreras científicas del mundo ya pensaban en un arma definitiva para detener a Hitler, un investigador de 29 años iba a descubrir uno de sus ingredientes fundamentales. En un laboratorio de la Universidad de California en Berkeley (EEUU), Glenn Seaborg y otros colaboradores bombardearon uranio-238 con átomos de hidrógeno pesado. De aquella manipulación de la materia surgió plutonio-239, un nuevo elemento radiactivo que hasta entonces no se había observado en la naturaleza.

Aquel descubrimiento, el segundo elemento químico sintético de la historia y el primero de una serie de nuevos elementos artificiales más pesados que el uranio, le proporcionó a Seaborg el Nobel de Física en 1951. Antes, en 1942, le abrió la puerta del Proyecto Manhattan, la mayor y más controvertida hazaña de la ciencia aplicada de la historia.

Poco después de producir los primeros átomos de plutonio, Seaborg y el físico italiano Emilio Segrè descubrieron que, cuando se le disparaban neutrones, el plutonio-239 se escindía liberando una energía inmensa. Los científicos sabían que si se pudiese producir una cantidad suficiente del elemento, se convertiría en un explosivo monstruoso dentro del artefacto que ya se empezaba a conocer como la bomba atómica.

Con esta idea, Seaborg lideró un equipo de más de 100 científicos con el objetivo de obtener suficiente plutonio para poder usarlo con fines bélicos. En solo seis meses, lo habían logrado y el nuevo elemento se convirtió en el explosivo nuclear de la bomba bautizada como Fat Man. El 9 de agosto de 1945, solo cuatro años después de haber sido observado por primera vez, la reacción en cadena de los poco más de seis kilos de plutonio de Fat Manarrasó Nagasaki y a mató a buena parte de sus habitantes. Menos de una semana después, Japón se rendía y acababa la Segunda Guerra Mundial.

Antes de tener el apoyo de un Gobierno acuciado por la guerra y más experiencia, Seaborg y sus colegas necesitaron más de un año de trabajo con aceleradores de partículas para conseguir tan solo 2,77 microgramos de plutonio (el microgramo es la millonésima parte de un gramo). Pese a ser minúscula, aquella cantidad, conservada en forma de dióxido de plutonio, permitió comenzar a comprender aquella nueva sustancia y es un hito para la ciencia con profundas consecuencias históricas. Por ese motivo, cuando el trabajo científico terminó, se conservó en un tubo de cristal que acabó expuesto en el Lawrence Hall of Science de Berkeley. Allí permaneció durante varios años, pero en algún momento de la década pasada, según cuentan en un artículo publicado en arXiv y recogido por The Physics arXiv Blog tres ingenieros nucleares de Berkeley, por cuestiones financieras y de seguridad se retiró de la exposición y su pista se perdió.

Lea el artículo completo en:

El País

20 de marzo de 2011

¿Puede un reactor nuclear explotar como una bomba atómica?

Esta pregunta me la hizo ayer un alumno, y creo que es importante contestarla para no alarmar más a la gente (que pueda pensar lo mismo) tal y como está la situación en Japón y los problemas que están surgiendo con los reactores nucleares.

Si la palabra nuclear se relaciona con “accidente”, “problema”, “repugnante”, “peligrosa” o “radiación”, a partir de ahora aumentará el número de personas que piensen así. Algo lógico porque sólo nos acordamos de hablar de ciencia cuando hay un desastre de estos y llevamos a expertos a los debates para que nos expliquen lo que ha ocurrido. Pero ya es tarde, porque utilizamos la palabra nuclear en un contexto desfavorable. Vayamos a la pregunta.

Desde el punto de vista de la física, los reactores nucleares son muy similares a las bombas nucleares. En ambos casos, la fuente de energía es la reacción en cadena de uranio 235 y/o plutonio 239. Las bombas se sirven de las duplicaciones para lograr que toda la fisión tenga lugar en millonésimas de segundo, (ver Las matemáticas de la bomba nuclear) mientras que los reactores utilizan una reacción en cadena “sonstenida”, sin duplicaciones. Aunque en los reactores la fisión libera dos o tres neutrones, lo normal es que sólo uno de ellos impacte contra otro núcleo y provoque otra fisión, luego la tasa de reacción no aumenta. La energía se libera a un ritmo constante, calienta agua y produce vapor, lo que a su vez alimenta una turbina que alimenta un generador de electricidad.

Reacción en cadena del uranio 235

reaccionCadena ¿Puede un reactor nuclear explotar como una bomba atómica?

Los reactores de las centrales nucleares entrañan otros peligros, como estamos viendo, pero no el de explotar como una bomba atómica. La razón física por la cual un reactor nuclear es seguro es que, dada la gran cantidad de uranio 238 contenida en su núcleo, si los neutrones no están moderados, la reacción en cadena se detendrá. Es decir, a menos que se ralenticen los neutrones, el uranio 238 los absorberá y la reacción en cadena se verá interrumpida.

Los neutrones moderados son aquellos que, al pasar por un moderador de neutrones, disminuyen su energía hasta el rango de neutrones térmicos (neutrones lentos).

fig30 ¿Puede un reactor nuclear explotar como una bomba atómica?

Aunque tanto una bomba atómica como un reactor nuclear pueden usar uranio como combustible, el nivel de pureza que requiere cada uno es completamente diferente. El uranio natural es un 99,3 % de uranio 238 y sólo un 0,7 % de uranio 235. Para que en una bomba se dé la reacción en cadena, es necesario eliminar el uranio 238, un agente contaminante que absorbe demasiados neutrones. En los reactores es diferente.

Se puede dar una reacción en cadena con neutrones moderados, de hecho, eso es lo que ocurrió en el accidente de Chernóbil. Pero cuando se usan neutrones moderados, la energía se ve sustancialmente limitada, puesto que la explosión destroza el reactor mucho antes de que se haya liberado una gran cantidad; en dos palabras, la explosión va más rápido que los neutrones. En las bombas nucleares, en cambio, no se da tal limitación, ya que, al usar uranio 235 puro, la reacción en cadena puede proseguir a base de neutrones rápidos.

Es decir, si un reactor nuclear moderado se descontrola, la energía resultante de la fisión aumentará hasta tal punto que hará saltar en pedazos la estructura. En el caso de Chernóbil, la energía liberada bastó para destruir el edificio e incendiar el moderador de carbono. Los reactores nucleares pueden explotar, sí, pero como la dinamita, no como una bomba atómica. La explosión de un reactor es peor que la de la dinamita por los residuos radiactivos que libera, no por el estallido en sí.

Si el combustible utilizado fuese uranio o plutonio apto para armas, el reactor sí explotaría igual que una bomba atómica.

Fuente consultada: Física para futuros presidentes. Richard. A. Müller

Tomado de:

Ciencia On Line

18 de marzo de 2011

De Fukushima a Hiroshima en "tren bala"

Una mujer con un niño a cuestas atraviesa un túnel en Kesennuma, en la prefectura de Miyagi.- S. YOKOYAMA (AP)

Mujeres con niños y estudiantes huyen al sur y llenan los trenes de la línea que acaba en la simbólica ciudad.

El miedo a la radiactividad, a los terremotos, a los cortes de luz, a la escasez y, en definitiva, a un mundo distinto del que estaban acostumbrados a vivir, empuja sobre todo a los japoneses que tienen niños pequeños a huir del noreste del país, escenario de la catástrofe que comenzó el viernes pasado con un terremoto, prosiguió con un devastador tsunami y terminó por desatar una catástrofe nuclear en la central de Fukushima, 240 kilómetros al norte de Tokio.

Quien estos días tome alguno de los shinkansen (tren bala), que cada pocos minutos atraviesan Japón del noreste al suroeste, no se creerá que este país tiene uno de los índices de natalidad más bajos del mundo -1,2 hijos por mujer- ni que la población comenzó a decrecer en 2007. Desde entonces se ha reducido en unos 700.000 habitantes, y si no lo ha hecho más es porque la sociedad japonesa es la más longeva del mundo.

Según las autoridades locales, muchos de los 15.000 muertos y desaparecidos por el tsunami que arrasó cientos de kilómetros de la costa japonesa han sido ancianos que vivían solos. En la actualidad, el 21,3% de los japoneses tiene más de 65 años.

"Los niños están muy inquietos. Desde el viernes pasado no dejan de sonar las alarmas de terremoto [en los móviles y en la televisión] y yo estoy preocupada por la radiación. No podía soportar Tokio", dice Mariko, quien con sus dos hijos, el mayor de cuatro años y el pequeño de nueve meses, ha aceptado la invitación de una amiga que vive en Nara, cerca de Osaka. Para Mariko ha sido fácil: no trabaja, lo dejó durante su primer embarazo, y el hijo mayor aún no va al colegio. El marido se ha quedado en Tokio: "Él no tiene miedo y tampoco tiene vacaciones".

El shinkansen es habitualmente muy silencioso, pero ahora, con tanto niño, parecen animarse unos a otros y las risas, los llantos y hasta los gritos -impensables hace unos años- salpican el aire y rompen la tensión que se respira entre los adultos. "Creo que nos quedaremos en Nara dos semanas. Confío en que para entonces no haya radiactividad y disminuya la actividad sísmica", señala.

En un país donde los extranjeros apenas suponen el 2% de la población, también es excepcional la cantidad de europeos, asiáticos y americanos que estos días llenan los trenes. Muchos de los que ayer se bajaron en Osaka, camino del segundo aeropuerto internacional de Japón -el de Tokio está colapsado-, también eran familias con niños.

Muchas multinacionales han instado a sus expatriados a salir de Japón. Francia ha sido el primer país en recomendar a sus ciudadanos que abandonen Tokio. España ha recomendado a los suyos que se alejen 120 kilómetros de Fukushima. Japón, pese a la alta radiactividad que desprende la central, mantiene la exclusión en torno a la central en 20 kilómetros a la redonda.

En el shinkansen viajan también muchos universitarios, como Masako Kato, de 22 años y estudiante de segundo de Derecho en la Universidad tokiota de Chuo. En Japón, las vacaciones de invierno para los universitarios duran dos meses, febrero y marzo, por lo que muchos han aprovechado para escapar al sur. Masako va a visitar a sus abuelos, que viven en Himeji, una ciudad cercana a Kobe.

Aunque es muy joven, Masako ya ha vivido las dos peores experiencias sísmicas de Japón en un siglo: la del viernes pasado y la de 1995. Entonces vivía con toda su familia en Himeji y la tierra tembló en Kobe, en una brutal sacudida telúrica que mató a 6.400 personas y retorció puentes y edificios como si fueran churros. "A mí me da miedo la radiación, pero mucho más los terremotos. Fukushima se encuentra a 240 kilómetros de Tokio y no creo que la radiactividad alcance la capital. Me voy a Himeji porque con todas las alarmas de terremoto de estos días, te ahoga la sensación de que de un momento a otro la tierra va a comenzar a moverse hasta tragarte", dice.

A 300 kilómetros por hora, el shinkansen atraviesa túneles, valles y puentes y ha dejado a la gran mayoría de sus pasajeros antes de llegar a la estación final: Hiroshima (Hirodennishihiroshima o estación de Hiroshima), una ciudad de más de un millón de habitantes marcada por la tragedia de haber sido la primera en experimentar el horror de una bomba atómica, en 1945.

En Hiroshima murieron unas 140.000 personas y otras 300.000 resultaron heridas o fueron víctimas posteriores de un veneno desconocido hasta entonces: la radiación.

Fuente:

El País Internacional

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